[发明专利]一种原位微区磷灰石Lu-Hf定年方法

说明书

本发明提供一种原位微区磷灰石Lu‑Hf定年方法，对于磷灰石样品或者含磷灰石的岩石样品，进行点剥蚀，电离，选择Lu含量1μg gsupgt;‑1/supgt;的样品进行Lu‑Hf定年；ICP‑MS/MS仪器在三重四级杆模式下，采用纯氨气作为反应气体与supgt;176/supgt;Hf反应，采集离子信号强度；计算出supgt;176/supgt;Lu/supgt;176/supgt;Hf和supgt;176/supgt;Hf/supgt;177/supgt;Hf比值，进行仪器漂移校正；对supgt;(176+82)/supgt;Hf的信号进行扣除，对磷钇矿标准物质和样品进行普通Hf扣除；根据XN02标准物质的supgt;176/supgt;Hf/supgt;176/supgt;Lu和supgt;176/supgt;Hf/supgt;176/supgt;Hf测量值和其标准值，得到相应的分馏系数，对未知样品的supgt;176/supgt;Hf/supgt;176/supgt;Lu和supgt;176/supgt;Hf/supgt;176/supgt;Hf比值进行校正；计算出磷灰石Lu‑Hf年龄数据。本发明实现了年龄的准确校正，能有效提高定年成功率，实现了原位微区磷灰石Lu‑Hf的准确定年，克服了现有技术空间分辨率差、定年成功率低、周期长等缺点。

技术领域

本发明提供一种原位微区磷灰石Lu-Hf定年方法，属于地质年代确定技术领域。

背景技术

磷灰石是一类含钙的磷酸盐矿物的总称，其化学成分为Ca₅(PO₄)₃(F,Cl,OH)，其中含CaO为55.38％，含P₂O₃为42.06％，含F为1.25％，含Cl为2.33％，含H₂O为0.56％，晶体属于六方晶系。磷灰石可生成于火成岩、沉积岩和变质岩中，生成于火成岩中的为内生磷灰石，一般作为副矿物在基性或碱性岩中富集；在沉积岩中为外生磷灰石，是由生物沉积或生物化学沉积形成，一般为结核状；变质岩中磷灰石是经区域变质生成的。

磷灰石作为一种常见的定年对象，广泛应用于岩浆岩和沉积岩的地质年代学中。磷灰石中通常富含一定量的U和Th，因此是良好的U-Th-Pb定年对象。目前已成功开发了同位素稀释-热电离质谱(isotope dilution-thermal ionization mass spectrometry,简称为ID-TIMS)、离子探针(secondary ion mass spectroscopy,简称为SIMS)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(laser ablation inductively coupled plasma massspectrometry,简称为LA-ICP-MS)U-Pb定年技术，并广泛应用于各种地质环境中的磷灰石，但实际磷灰石样品经常出现U含量低和普通铅高，这使得U-Pb定年成功率很低。

磷灰石富含一定量Lu(1-10μg g^-1)，并不含或含有少量的Hf，这使得其具有Lu-Hf定年的潜力。当前Lu-Hf定年主要是采用ID-TIMS。该技术通过样品钻取、酸溶消解、分离纯化、上机测试等四步骤获取数据。ID-TIMS可提供高精度的数据质量，但该技术操作流程复杂，耗时长，获取的数量有限。作为一项整体分析技术，ID-TIMS的空间分辨率低，这使得其在对环带变化的样品分析时，具有很大的局限性。近年来激光剥蚀-三重四级杆-电感耦合等离子体技术(LA-ICP-MS/MS)快速发展，其具有空间分辨率高(μm级)、分析速度快(～2分钟/剥蚀点)和具有在线分离干扰元素的能力(如⁸⁷Rb-⁸⁷Sr)，然后这项技术在Lu-Hf定年领域尚未得到充分开发和利用，特别是磷灰石的Lu-Hf定年。

发明内容

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种原位微区磷灰石Lu-Hf定年方法，为相关地质年代学应用提供更有利的技术支持。